機(jī)械原理(西電版)第07章-間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和其它常用機(jī)構(gòu)課件

第7章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和其它常用機(jī)構(gòu)7.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7.2其它機(jī)構(gòu)7.3組合機(jī)構(gòu)思考題及習(xí)題第7章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和其它7.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7.1.1棘輪機(jī)構(gòu)1．棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)如圖7-1所示。圖7-1(a)為外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)，圖7-1(b)為內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。其機(jī)構(gòu)的組成主要由擺桿1、棘爪2、棘輪3、機(jī)架4和止回爪5組成。當(dāng)擺桿1順時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，棘爪2將插入棘輪齒槽中，并帶動(dòng)棘輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一定的角度；當(dāng)擺桿逆時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，棘爪在棘輪的齒背上滑過，這時(shí)棘輪不動(dòng)。7.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖7-1棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)圖7-1棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)為防止棘輪倒轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)中裝有止回棘爪5，并用彈簧使止回爪與棘輪輪齒始終保持接觸。這樣，當(dāng)擺桿1連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了棘輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)（見圖7-1(b)）和移動(dòng)棘輪（即棘條）機(jī)構(gòu)（見圖7-2）的工作原理與外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)類似。為防止棘輪倒轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)中裝有止回棘爪5，并用彈簧使止回圖7-2棘條機(jī)構(gòu)圖7-2棘條機(jī)構(gòu)如果改變擺桿1的結(jié)構(gòu)形狀，就可以得到如圖7-3所示的雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)，擺桿1往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪2沿著同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)棘爪3可以制成直桿的，如圖7-3（a）所示，也可以制成帶鉤頭的，如圖7-3（b）所示。如果改變擺桿1的結(jié)構(gòu)形狀，就可以得到如圖7-3所示的雙圖7-3雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-3雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)要使一個(gè)棘輪獲得雙向的間歇運(yùn)動(dòng)，可把棘輪輪齒的側(cè)面制成對稱的形狀，一般采用矩形，棘爪需制成可翻轉(zhuǎn)的或可回轉(zhuǎn)的，如圖7-4所示。圖7-4（a）所示的可變向棘輪機(jī)構(gòu)，通過翻轉(zhuǎn)棘爪1實(shí)現(xiàn)棘輪的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)棘爪1在圖示的實(shí)線位置時(shí)，棘輪2將沿逆時(shí)針方向作間歇運(yùn)動(dòng)；當(dāng)棘爪1翻轉(zhuǎn)到虛線位置時(shí)，棘輪2將沿著順時(shí)針方向作間歇運(yùn)動(dòng)。要使一個(gè)棘輪獲得雙向的間歇運(yùn)動(dòng)，可把棘輪輪齒的側(cè)面制成圖7-4雙向式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-4雙向式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-4（b）所示的可變向棘輪機(jī)構(gòu)，通過回轉(zhuǎn)棘爪實(shí)現(xiàn)棘輪的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)棘爪在圖示位置時(shí)，棘輪將沿逆時(shí)針方向作間歇運(yùn)動(dòng)；若棘爪被提起繞自身軸線旋轉(zhuǎn)180°后再插入棘輪中，則可實(shí)現(xiàn)沿順時(shí)針方向的間歇運(yùn)動(dòng)；若棘爪被提起繞自身軸線旋轉(zhuǎn)90°放下，棘爪就會(huì)架在殼體的頂部平臺(tái)上，使棘輪與架子脫離接觸，則當(dāng)擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)棘輪靜止不動(dòng)。此種棘輪機(jī)構(gòu)常應(yīng)用在牛頭刨床工作臺(tái)的自動(dòng)進(jìn)給裝置中。圖7-4（b）所示的可變向棘輪機(jī)構(gòu)，通過回轉(zhuǎn)棘爪實(shí)現(xiàn)棘齒式棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘輪的轉(zhuǎn)角都是相鄰兩齒所夾中心角的整數(shù)倍。為了實(shí)現(xiàn)棘輪轉(zhuǎn)角的任意性，可采用無棘齒的棘輪機(jī)構(gòu)，如圖7-5所示。當(dāng)擺桿1作逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用楔塊2與摩擦輪3之間的摩擦產(chǎn)生自鎖，從而帶動(dòng)摩擦輪3和擺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)擺桿作順時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，楔塊2與摩擦輪3之間產(chǎn)生滑動(dòng)。這時(shí)由于楔塊4的自鎖作用能阻止摩擦輪反轉(zhuǎn)。這樣，在擺桿不斷作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦輪3便作單向的間歇運(yùn)動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)通過棘爪2與棘輪3之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，故也稱為摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)噪聲較小，但其接觸面間容易發(fā)生滑動(dòng),為了增加摩擦力，可以將棘輪做成槽形。齒式棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘輪的轉(zhuǎn)角都是相鄰兩齒所夾中心角的棘輪機(jī)構(gòu)除了常用于實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)外，還能實(shí)現(xiàn)超越運(yùn)動(dòng)。如圖7-6所示為自行車小鏈輪中的內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)腳蹬踏板時(shí)，經(jīng)鏈輪3帶動(dòng)內(nèi)圈具有棘齒的鏈輪3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過棘爪2的作用，使后輪軸1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)使自行車前進(jìn)。當(dāng)自行車前進(jìn)時(shí)，如果踏板不動(dòng)，后輪軸1便會(huì)超越鏈輪3而轉(zhuǎn)動(dòng)，讓棘爪2在棘輪齒背上劃過，從而實(shí)現(xiàn)不蹬踏板的自由滑行。這種從動(dòng)件具有超越主動(dòng)件作快速轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)，稱為棘輪機(jī)構(gòu)的超越運(yùn)動(dòng)特性。棘輪機(jī)構(gòu)除了常用于實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)外，還能實(shí)現(xiàn)超越運(yùn)動(dòng)。圖7-5摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)(無級(jí)變速棘輪機(jī)構(gòu))圖7-5摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)(無級(jí)變速棘輪機(jī)構(gòu))圖7-6超越式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-6超越式棘輪機(jī)構(gòu)2．棘爪的工作條件1）棘爪回轉(zhuǎn)軸位置的確定在確定棘爪回轉(zhuǎn)軸軸心O1的位置時(shí)，最好使O1點(diǎn)至棘輪輪齒頂尖A點(diǎn)的連線O1A與棘輪過A點(diǎn)的半徑O2A垂直，這樣，當(dāng)傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，棘爪受力最小。2．棘爪的工作條件2）棘輪輪齒工作齒面偏斜角α的確定棘輪齒與棘爪接觸的工作齒面應(yīng)與半徑O1A傾斜一定角度α，以保證棘爪在受力時(shí)能順利地滑入棘輪輪齒的齒根。偏斜角α的大小可如下得出：如圖7-7所示，設(shè)棘輪齒對棘爪的法向壓力為Pn，將其分解成Pt和Pr兩個(gè)分力。其中徑向分力Pr把棘爪推向棘輪齒的根部。而當(dāng)棘爪沿工作齒面向齒根滑動(dòng)時(shí)，棘輪齒對棘爪的摩擦力F=f·Pn，將阻止棘爪滑入棘輪齒根。為保證棘爪的順利滑入，必須保證有2）棘輪輪齒工作齒面偏斜角α的確定Pr>f·Pn·cosα（7-1）又Pr=Pnsinα可以得到tanα>f=tanj即

α>j（7-2）式中,j為摩擦角。在無滑動(dòng)的情況下，鋼對鋼的摩擦系數(shù)f≈0.2，所以j=11°30′。為安全起見，通常我們?nèi)ˇ痢?0°。式(7-2)說明，若齒面有傾角α,且O2A垂直于O1A，這時(shí),棘爪順利進(jìn)入齒槽的條件為α>j。一般α取15°～20°。Pr>f·Pn·cosα圖7-7棘爪順利進(jìn)入棘輪齒槽的條件圖7-7棘爪順利進(jìn)入棘輪齒槽的條件3.棘輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)1）齒數(shù)z齒數(shù)z主要根據(jù)工作要求的轉(zhuǎn)角選定。例如牛頭刨床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的絲桿，導(dǎo)程s=6mm,要求最小進(jìn)給量為0.2mm,如果棘爪每次撥過一個(gè)齒,則棘輪最小轉(zhuǎn)角β為所以,此時(shí)棘輪的最小齒數(shù)z為z=360°÷12°=30此外,還應(yīng)當(dāng)考慮載荷大小。對于傳遞載荷較輕的進(jìn)給機(jī)構(gòu),齒數(shù)可取多一點(diǎn),可達(dá)z=250；傳遞載荷較大時(shí)，應(yīng)考慮輪齒的強(qiáng)度，齒數(shù)通常取少一點(diǎn)，一般取z=8~30。3.棘輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)所以,此時(shí)棘輪的最小齒數(shù)2）模數(shù)與齒輪一樣，棘輪輪齒的有關(guān)尺寸也以模數(shù)m作為計(jì)算的基本參數(shù)，但棘輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)要按棘輪的齒頂圓直徑da來計(jì)算，即3）幾何尺寸在圖7-8中,選定齒數(shù)z并按強(qiáng)度要求確定模數(shù)m后，棘輪棘爪的主要幾何尺寸可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：齒頂圓直徑為da=mz齒高為h=0.75m齒頂厚為a=m齒槽夾角為ψ=60°或55°棘爪長度為L=2πm2）模數(shù)3）幾何尺寸圖7-8棘輪和棘爪的尺寸圖7-8棘輪和棘爪的尺寸4．棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用(1）棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，常用作防止轉(zhuǎn)動(dòng)件反轉(zhuǎn)的附加保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)。圖7-9所示為一提升機(jī)中的棘輪制動(dòng)器，重物Q被提升后，由于棘輪受到止動(dòng)爪的制動(dòng)作用，卷筒不會(huì)在重力作用下反轉(zhuǎn)下降。這類棘輪制動(dòng)器常用在卷揚(yáng)機(jī)、提升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和牽引設(shè)備中。4．棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用(2）棘輪的轉(zhuǎn)角和動(dòng)停時(shí)間比可調(diào)，常用于機(jī)構(gòu)工況經(jīng)常改變的場合。如圖7-10所示，齒罩2在棘爪1擺角σ的范圍內(nèi)遮住一部分棘齒，使棘爪在擺動(dòng)過程中，只能與未遮住的棘輪輪齒嚙合。改變齒罩的位置，可以獲得不同的嚙合齒數(shù)，從而改變棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)現(xiàn)有級(jí)變速傳動(dòng)。由于棘輪是在動(dòng)棘爪的突然撞擊下啟動(dòng)的，在接觸瞬間，理論上是剛性沖擊，故棘輪機(jī)構(gòu)只能用于低速的間歇運(yùn)動(dòng)場合。棘輪機(jī)構(gòu)常用在機(jī)床、自動(dòng)機(jī)、自行車、螺旋千斤頂?shù)葯C(jī)械中。(2）棘輪的轉(zhuǎn)角和動(dòng)停時(shí)間比可調(diào)，常用于機(jī)構(gòu)工況經(jīng)常圖7-9棘輪制動(dòng)器圖7-9棘輪制動(dòng)器圖7-10有級(jí)變速棘輪機(jī)構(gòu)圖7-10有級(jí)變速棘輪機(jī)構(gòu)7.1.2槽輪機(jī)構(gòu)1．槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理槽輪機(jī)構(gòu)又稱馬爾他機(jī)構(gòu)，它是由槽輪、裝有圓銷的撥盤和機(jī)架組成的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖7-11所示，它由帶圓銷A的主動(dòng)撥盤1、具有徑向槽的從動(dòng)槽輪2和機(jī)架組成。撥盤作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)槽輪作時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的單向間歇運(yùn)動(dòng)。當(dāng)撥盤上圓銷A未進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)，因槽輪的內(nèi)凹鎖止弧β被撥盤的外凸圓弧α卡住，故槽輪靜止。7.1.2槽輪機(jī)構(gòu)圖7-11所示位置是圓銷A剛開始進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)的情況，這時(shí)鎖止弧剛被松開，因此槽輪受圓銷A的驅(qū)動(dòng)開始沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)圓銷A離開徑向槽時(shí)，槽輪的下一個(gè)內(nèi)凹鎖止槽又被撥盤的外鎖止槽卡住，致使槽輪靜止，直到圓銷A在進(jìn)入槽輪另一徑向槽時(shí)，兩者又重復(fù)上述的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。圖7-11所示位置是圓銷A剛開始進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)的情況，槽輪機(jī)構(gòu)有兩種基本形式：一種是外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，如圖7-11所示；另一種是內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，如圖7-12所示。外槽輪機(jī)構(gòu)中槽輪徑向槽的開口是自圓心向外的，主動(dòng)構(gòu)件與從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)向相反；內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)中槽輪徑向槽的開口是向著圓心的，主動(dòng)構(gòu)件與從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)向相同。上述兩種槽輪機(jī)構(gòu)都用于傳遞平行軸運(yùn)動(dòng)。與外槽輪機(jī)構(gòu)相比，內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)較平穩(wěn)，停歇時(shí)間較短，所占空間小。槽輪機(jī)構(gòu)有兩種基本形式：一種是外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，如圖7圖7-11外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)圖7-11外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)圖7-12內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)圖7-12內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)圖7-13所示球面槽輪機(jī)構(gòu)是一種典型的空間槽輪機(jī)構(gòu)，用于傳遞兩垂直相交軸的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。從動(dòng)槽輪2呈半球形，槽a、槽b和鎖止弧β均分布在球面上，主動(dòng)構(gòu)件1的軸線、銷A的軸線都與槽輪2的回轉(zhuǎn)軸線匯交于槽輪球心O，故稱為球面槽輪機(jī)構(gòu)。主動(dòng)件1連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪2作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向如圖7-13所示。空間槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)和制造難度較大。槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械效率高，并且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在自動(dòng)機(jī)床轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)等自動(dòng)機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。圖7-13所示球面槽輪機(jī)構(gòu)是一種典型的空間槽輪機(jī)構(gòu)，用圖7-13空間槽輪機(jī)構(gòu)圖7-13空間槽輪機(jī)構(gòu)2.槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)是槽數(shù)z和撥盤圓銷數(shù)K。如圖7-11所示，為了使槽輪2在開始和終止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)角速度為零，以避免圓銷A與槽輪發(fā)生撞擊，圓銷進(jìn)入或脫出徑向槽的瞬時(shí)，徑向槽的中線應(yīng)與圓銷中心相切，即O2A應(yīng)與O1A垂直。設(shè)z為均勻分布的徑向槽數(shù)，當(dāng)槽輪2轉(zhuǎn)過2j2=2π/z弧度時(shí)，撥盤1相應(yīng)轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角為2.槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)(7-3)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，槽輪2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′與主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周的總時(shí)間t之比，稱為槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)。用τ表示；槽輪停止時(shí)間t″與主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周的總時(shí)間t之比，稱為槽輪的靜止系數(shù)，用τ″表示。當(dāng)撥盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，時(shí)間之比可用槽輪與撥盤相應(yīng)的轉(zhuǎn)角之比來表示。如圖7-11所示，只有一個(gè)圓銷的槽輪機(jī)構(gòu)，t′、t″、t分別對應(yīng)于撥盤的轉(zhuǎn)角為2α1、(2π－2α1)、2π。因此，該槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)和靜止系數(shù)分別為(7-3)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，槽輪2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′與主動(dòng)(7-4)(7-5)為保證槽輪運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)系數(shù)應(yīng)大于零。由式（7-4）可知，槽輪的徑向槽數(shù)z應(yīng)等于或大于3。由式（7-4）還可以看出，這種槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ恒小于0.5，即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′總小于靜止時(shí)間t″。(7-4)(7-5)為保證槽輪運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)系數(shù)應(yīng)大于零欲使槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ大于0.5，可在撥盤上裝數(shù)個(gè)圓銷。設(shè)撥盤上均勻分布的圓銷數(shù)為K，當(dāng)撥盤轉(zhuǎn)一整周時(shí)，槽輪將被撥動(dòng)K次。因此，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為單圓銷時(shí)的K倍,即(7-6)運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ還應(yīng)當(dāng)小于1（τ=1表示槽輪2與撥盤1一樣作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)），故由上式得(7-7)欲使槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ大于0.5，可在撥盤上裝數(shù)個(gè)圓由式(7-7)可知，當(dāng)z=3時(shí)，圓銷的數(shù)目可為1～5；當(dāng)z=4或z=5時(shí)，圓銷數(shù)目可為1～3；而當(dāng)z>6時(shí)，圓銷的數(shù)目為1或2。從提高生產(chǎn)效率觀點(diǎn)看，希望槽數(shù)z小些為好，因?yàn)榇藭r(shí)τ也相應(yīng)減小，槽輪靜止時(shí)間（一般為工作行程時(shí)間）增大，故可提高生產(chǎn)效率。但從動(dòng)力特性考慮，槽數(shù)z適當(dāng)增大較好，因?yàn)榇藭r(shí)槽輪角速度減小，可減小震動(dòng)和沖擊，有利于機(jī)構(gòu)正常工作。但槽數(shù)z>9的槽輪機(jī)構(gòu)比較少見。因?yàn)椴蹟?shù)過多，則槽輪機(jī)構(gòu)尺寸較大，且轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性力矩也增大。另外，由式（7-7）可知，當(dāng)z>9時(shí)，槽數(shù)雖增加，運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ的變化卻不大，故z常取為4～8。由式(7-7)可知，當(dāng)z=3時(shí)，圓銷的數(shù)目可為1～5例7-1有一外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，已知槽輪槽數(shù)z=6，槽輪的停歇時(shí)間為1s，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2s。求槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)及所需的圓銷數(shù)目。

解當(dāng)主動(dòng)撥盤1回轉(zhuǎn)一周時(shí)，槽輪2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t′=2×6=12s，主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周的總時(shí)間為t=(1+2)×6=18s，由式（7-6）可知：因此即槽輪機(jī)構(gòu)所需的圓銷數(shù)目為2。例7-1有一外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，已知槽輪槽數(shù)z=6，槽3．槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用槽輪機(jī)構(gòu)能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角、工作可靠、機(jī)械效率高，與棘輪機(jī)構(gòu)相比，工作平穩(wěn)性較好，但槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不可太小，銷輪和槽輪的主從動(dòng)關(guān)系不能互換,啟停有沖擊。槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要比棘輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求較高，因此制造成本上升。槽輪機(jī)構(gòu)一般應(yīng)用于轉(zhuǎn)速不高和要求間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械當(dāng)中，如自動(dòng)機(jī)械、輕工機(jī)械或儀器儀表等。3．槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用7.1.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)1．不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由普通齒輪機(jī)構(gòu)演變而得的一種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪的輪齒不是布滿在整個(gè)圓周上的,而只有一個(gè)或幾個(gè)齒，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與停歇時(shí)間的要求，在從動(dòng)輪上加工出與主動(dòng)輪相嚙合的齒。不完全齒輪機(jī)構(gòu)同齒輪嚙合相同，可分為外嚙合、內(nèi)嚙合及不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)。7.1.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖7-14（a）所示為外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，從動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)1/6周，從動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周停歇6次。當(dāng)從動(dòng)輪停歇時(shí)，主動(dòng)輪上的鎖止弧與從動(dòng)輪上的鎖止弧互相配合鎖住，以保證從動(dòng)輪停歇在預(yù)定位置。圖7-14（b）為內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)。圖7-14（a）所示為外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)輪1圖7-14不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖7-14不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖7-15所示為不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪作時(shí)動(dòng)時(shí)停的往復(fù)移動(dòng)。圖7-15不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)圖7-15所示為不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)2．不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用與其他間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制，很容易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期中的多次動(dòng)、停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是從動(dòng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)開始和終止時(shí)，角速度有突變，沖擊較大，加工復(fù)雜；主、從動(dòng)輪不能互換。因此，不完全齒輪機(jī)構(gòu)一般只用于低速、輕載的場合，如用于計(jì)數(shù)器、電影放映機(jī)、多工位自動(dòng)機(jī)和半自動(dòng)機(jī)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)位及某些間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)中。2．不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用7.1.4凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1．凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成和工作原理凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般由主動(dòng)凸輪、從動(dòng)轉(zhuǎn)盤和機(jī)架組成。圖7-16所示為圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)凸輪1的圓柱面上有一條兩端開口不閉合的曲線溝槽（或凸脊），從動(dòng)轉(zhuǎn)盤2的端面上有均勻分布的圓柱銷3。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過其曲線溝槽（或凸脊）撥動(dòng)從動(dòng)盤2上的圓柱銷，使從動(dòng)轉(zhuǎn)盤2作間歇運(yùn)動(dòng)。7.1.4凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖7-16凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)[]圖7-16凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)[]圖7-17所示的蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)凸輪1上有一條凸脊，猶如圓弧面蝸桿，從動(dòng)盤2的圓柱面上均勻分布有圓柱銷3，猶如蝸輪的齒。當(dāng)蝸桿凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將通過轉(zhuǎn)盤上的圓柱銷推動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)盤2作間歇運(yùn)動(dòng)。圖7-17所示的蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)凸輪1上有圖7-17蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖7-17蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2．凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、轉(zhuǎn)位精確，無需專門的定位裝置，易實(shí)現(xiàn)工作對動(dòng)程和動(dòng)停比的要求。通過適當(dāng)選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和合理設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，可減小動(dòng)載荷和避免沖擊，以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，這是這種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不同于棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)的最突出優(yōu)點(diǎn)。2．凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是精度要求較高，加工比較復(fù)雜，安裝調(diào)整比較困難。凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在輕工機(jī)械、沖壓機(jī)械等高速機(jī)械中常用作高速、高精度的步進(jìn)進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位等機(jī)構(gòu),例如用于高速?zèng)_床、多色印刷機(jī)、包裝機(jī)、折疊機(jī)等。凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是精度要求較高，加工比較7.2其它機(jī)構(gòu)7.2.1螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)是由螺桿、螺母及機(jī)架組成的,是利用螺旋副傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。一般情況下，它將螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母沿螺桿軸向的移動(dòng)。但在導(dǎo)程角γ>jv(當(dāng)量摩擦角)的情況下，也可將螺母移動(dòng)變?yōu)槁輻U的轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是能獲得很大減速比和力的增益。可通過選擇螺旋導(dǎo)程角使機(jī)構(gòu)具有自鎖性，但機(jī)構(gòu)效率較低。7.2其它機(jī)構(gòu)1．螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析在螺旋機(jī)構(gòu)中，當(dāng)螺桿1轉(zhuǎn)過角度j時(shí)，螺母2沿螺桿1軸向移動(dòng)的距離為s，其值為式中，l為螺旋的導(dǎo)程，單位為mm。1）差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)圖7-18（b）所示的螺旋機(jī)構(gòu)中存在具有兩段不同導(dǎo)程lA和lB且螺紋旋向相同的螺桿。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過角度j時(shí)，螺母相應(yīng)移動(dòng)的距離為s，即1．螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析式中，l為螺旋的導(dǎo)程，單位(7-9)當(dāng)導(dǎo)程lA與lB相差很小時(shí)，位移s很小。這種差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)又稱為微動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，常用于微調(diào)、測微和分度機(jī)構(gòu)中。2）復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)圖7-18(b)所示的螺旋機(jī)構(gòu)中存在兩段不同導(dǎo)程lA和lB且螺紋旋向相反的螺桿。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過角度j時(shí)，螺母相應(yīng)移動(dòng)的距離為s，即此種螺旋機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)螺母的快速移動(dòng)。(7-9)當(dāng)導(dǎo)程lA與lB相差很小時(shí)，位移s很小。這圖7-18螺旋機(jī)構(gòu)圖7-18螺旋機(jī)構(gòu)按螺桿與螺母之間的摩擦狀態(tài)，螺旋機(jī)構(gòu)可分為滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)。滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)中螺桿與螺母的螺旋面直接接觸，摩擦狀態(tài)為滑動(dòng)摩擦。滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)在螺桿與螺母的螺紋滾道間有滾動(dòng)體，如圖7-19所示。當(dāng)螺桿或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體在螺紋滾道內(nèi)滾動(dòng)，使螺桿和螺母間為滾動(dòng)摩擦，提高了傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度。按螺桿與螺母之間的摩擦狀態(tài)，螺旋機(jī)構(gòu)可分為滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)圖7-19滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)圖7-19滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)按其滾動(dòng)體的循環(huán)方式不同，分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種形式。所謂外循環(huán)，是指滾珠在回程時(shí)，脫離螺桿的滾道，而在螺旋滾道外進(jìn)行循環(huán)。所謂內(nèi)循環(huán),是指滾珠在循環(huán)過程中始終和螺桿接觸，內(nèi)循環(huán)螺母上開有側(cè)孔，孔內(nèi)裝有反向器將相鄰的滾道連通，滾珠越過螺紋頂部進(jìn)入相鄰滾道，形成封閉循環(huán)回路。因此一個(gè)循環(huán)回路里只有一圈滾珠，設(shè)置有一個(gè)反向器。一個(gè)螺母常裝配2~4個(gè)反向器，這些反向器均勻分布在圓周上。外循環(huán)螺母只需前后各設(shè)置一個(gè)反向器。滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)按其滾動(dòng)體的循環(huán)方式不同，分為外循環(huán)和內(nèi)循2.螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用螺旋機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、工作平穩(wěn)、無噪音，能獲得很大的降速比和力的增益，合理選擇螺紋導(dǎo)程角可具有自鎖功能，但效率較低，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)要靠主動(dòng)件改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。螺旋機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)形式、調(diào)整機(jī)構(gòu)尺寸、微調(diào)與測量等場合。2.螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用例7-2圖7-20所示螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿1分別與構(gòu)件2和3組成螺旋副，導(dǎo)程分別為l12=2mm，l13=3mm，如果要求構(gòu)件2和3在圖示箭頭方向由距離H1=100mm快速趨近至H2=90mm，試確定：（1)兩個(gè)螺旋副的旋向(螺桿1的轉(zhuǎn)向如圖7-20所示)；（2)螺桿1應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度。例7-2圖7-20所示螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿1分別與構(gòu)件2圖7-20例7-2圖圖7-20例7-2圖

解（1)左邊的螺旋副為左旋，右邊的為右旋。（2)移動(dòng)距離為H=H1－H2=100－90=10mm設(shè)兩螺母移動(dòng)的距離分別為s1和s2，則解（1)左邊的螺旋副為左旋，右邊的為右旋。得因此解得j=4π所以螺桿1應(yīng)轉(zhuǎn)過4π(rad)角度。得因此解得7.2.2摩擦輪機(jī)構(gòu)1．摩擦輪機(jī)構(gòu)的工作原理和特點(diǎn)摩擦輪機(jī)構(gòu)是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、壓緊裝置等組成的，它是利用主、從動(dòng)輪接觸處的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易；過載可以打滑（可防止設(shè)備中重要零部件的損壞）、工作平穩(wěn)、噪聲小，并能無級(jí)改變傳動(dòng)比，有較大的應(yīng)用范圍，但因運(yùn)轉(zhuǎn)中有滑動(dòng)、傳動(dòng)效率低、結(jié)構(gòu)尺寸較大、作用在軸和軸承上的載荷大等缺點(diǎn)，故只宜用于傳遞動(dòng)力較小的場合。7.2.2摩擦輪機(jī)構(gòu)2．摩擦輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用常用的摩擦輪機(jī)構(gòu)主要有圓柱摩擦輪機(jī)構(gòu)、圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)、滾輪圓盤式摩擦輪機(jī)構(gòu)等類型，下面介紹幾種基本摩擦輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。1）圓柱摩擦輪機(jī)構(gòu)圓柱摩擦輪機(jī)構(gòu)用來傳遞平行軸的運(yùn)動(dòng)，按其形狀可分為圓柱平摩擦輪機(jī)構(gòu)和圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)。（1)圓柱平摩擦輪機(jī)構(gòu)。圓柱平摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分為外切（見圖7-21（a））與內(nèi)切(見圖7-21(b))兩種類型，輪1（小輪）和輪2（大輪）的傳動(dòng)比為2．摩擦輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用式中，ε為滑動(dòng)率，通常ε=0.01～0.02；μ為“－”用于外切,為“＋”用于內(nèi)切，表示兩輪的轉(zhuǎn)向相反或相同。此種形式結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但壓緊力大，宜用于小功率傳動(dòng)。式中，ε為滑動(dòng)率，通常ε=0.01～0.02；μ為“圖7-21圓柱平摩擦輪機(jī)構(gòu)圖7-21圓柱平摩擦輪機(jī)構(gòu)（2)圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)。如圖7-22所示，圓柱槽摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓緊力較圓柱平摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)小，當(dāng)β=15°時(shí)，約為平摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的30%;但這種機(jī)構(gòu)易發(fā)熱與磨損，故效率較低，對加工和安裝要求較高。該機(jī)構(gòu)適用于鉸車驅(qū)動(dòng)裝置等機(jī)械中。2)圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)可傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)，如圖7-23所示。其中，兩輪錐面相切并純滾動(dòng)，可傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)，兩輪錐面相切。（2)圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)。如圖7-22所示，圓柱圖7-22圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)圖7-22圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)圖7-23圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)圖7-23圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)當(dāng)兩圓錐角δ1+δ２≠90°時(shí)，其傳動(dòng)比為當(dāng)δ1+δ2=90°時(shí)，其傳動(dòng)比為圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，但安裝要求較高，常用于摩擦壓力機(jī)中。當(dāng)兩圓錐角δ1+δ２≠90°時(shí)，其傳動(dòng)比為當(dāng)δ1+δ2=97.2.3非圓齒輪機(jī)構(gòu)1．非圓齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理和類型非圓齒輪機(jī)構(gòu)是一種瞬時(shí)傳動(dòng)比按一定規(guī)律變化的齒輪機(jī)構(gòu)。根據(jù)齒廓嚙合基本定律，一對齒輪作變速傳動(dòng)比傳動(dòng)，其節(jié)點(diǎn)不是定點(diǎn)，因此，節(jié)線不是圓，而是兩條非圓曲線。理論上講，對節(jié)線的形狀并沒有限制，常用的曲線有：橢圓、變態(tài)橢圓（卵線）以及對數(shù)螺線等。7.2.3非圓齒輪機(jī)構(gòu)非圓齒輪機(jī)構(gòu)的類型主要有以下幾種：1）橢圓齒輪機(jī)構(gòu)如圖7-24所示，橢圓齒輪機(jī)構(gòu)的節(jié)線為兩個(gè)相同的橢圓，傳動(dòng)時(shí)以橢圓節(jié)線作純滾動(dòng)，其傳動(dòng)比按一定規(guī)律周期性變化。偏心率越大，不均勻系數(shù)也越大，傳動(dòng)比的變化也越劇烈。非圓齒輪機(jī)構(gòu)的類型主要有以下幾種：圖7-24橢圓齒輪機(jī)構(gòu)圖7-24橢圓齒輪機(jī)構(gòu)橢圓齒輪機(jī)構(gòu)常與其它機(jī)構(gòu)組合，如改變傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性、改善動(dòng)力條件或用于要求從動(dòng)件按一定規(guī)律變化的場合。2)卵形齒輪機(jī)構(gòu)圖7-25所示卵形齒輪機(jī)構(gòu)的節(jié)線為兩個(gè)相同的卵形曲線，傳動(dòng)時(shí)以卵形曲線作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)齒輪1轉(zhuǎn)動(dòng)一周，傳動(dòng)比周期性地變化2次。因以幾何中心為回轉(zhuǎn)中心，故機(jī)構(gòu)有較好的平衡性。卵形齒輪機(jī)構(gòu)常用于儀器儀表中。橢圓齒輪機(jī)構(gòu)常與其它機(jī)構(gòu)組合，如改變傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性、圖7-25卵形齒輪機(jī)構(gòu)圖7-25卵形齒輪機(jī)構(gòu)3)偏心圓齒輪機(jī)構(gòu)如圖7-26（a）所示，兩個(gè)全等的偏心圓齒輪組成非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。兩個(gè)全等的偏心圓齒輪傳動(dòng)，可得周期性變化的傳動(dòng)比。這種機(jī)構(gòu)制造簡單，但傳動(dòng)中幾何中心矩是變動(dòng)的，兩齒輪分度圓不相切，存在變動(dòng)的齒側(cè)間隙，且也可能會(huì)因重合度不夠影響連續(xù)傳動(dòng)，所以角速度變化范圍受很大限制。為擴(kuò)大變速范圍可采用一個(gè)偏心圓齒輪和一個(gè)與其共軛的非圓齒輪傳動(dòng)（見圖7-26（b）、（c））。3)偏心圓齒輪機(jī)構(gòu)圖7-26偏心圓齒輪機(jī)構(gòu)圖7-26偏心圓齒輪機(jī)構(gòu)偏心圓齒輪機(jī)構(gòu)可代替橢圓齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。2．非圓齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用非圓齒輪機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)相比較，其機(jī)構(gòu)緊湊、容易平衡。由于數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，非圓齒輪的加工成本大大下降，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、自動(dòng)化設(shè)備、印刷機(jī)、紡織機(jī)械、儀器及解算裝置中，作為自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)或用以實(shí)現(xiàn)函數(shù)關(guān)系，或借以改善運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能。偏心圓齒輪機(jī)構(gòu)可代替橢圓齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。7.3組合機(jī)構(gòu)前面介紹的連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工程上最常用的幾種基本機(jī)構(gòu)。對于比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)變換，單獨(dú)使用基本機(jī)構(gòu)往往難以滿足實(shí)際生產(chǎn)過程的需要。例如：連桿機(jī)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)某些特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，高速情況下的動(dòng)平衡問題也十分突出；凸輪機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但行程不能太大，也不可調(diào)；齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能良好，但運(yùn)動(dòng)形式簡單；間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性均不理想，速度波動(dòng)帶來的沖擊、振動(dòng)在所難免。7.3組合機(jī)構(gòu)因此，人們常把若干基本機(jī)構(gòu)按一定的方式聯(lián)接起來構(gòu)成組合機(jī)構(gòu)，從而得到單個(gè)基本機(jī)構(gòu)所不具有的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能。機(jī)構(gòu)的組合是發(fā)展新機(jī)構(gòu)的重要途徑之一。通常將用一種機(jī)構(gòu)去約束和影響另一個(gè)多自由度機(jī)構(gòu)所形成的封閉式機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，或者是由幾種基本機(jī)構(gòu)有機(jī)聯(lián)系、互相協(xié)調(diào)和配合所組成的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)稱為組合機(jī)構(gòu)。因此，人們常把若干基本機(jī)構(gòu)按一定的方式聯(lián)接起來構(gòu)成組合7.3.1機(jī)構(gòu)的組合方式機(jī)構(gòu)的組合方式有多種。在機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，單個(gè)的基本機(jī)構(gòu)稱為組合系統(tǒng)的子機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組合方式可分為以下四種：串聯(lián)式、并聯(lián)式、反饋式和復(fù)合式。1．串聯(lián)式組合在機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，若干個(gè)單自由度的基本機(jī)構(gòu)順序聯(lián)接，前置機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)作為后置機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入。這種組合方式稱為串聯(lián)式組合，如圖7-27（a）所示。它可用圖7-27（b）所示的框圖來表示。7.3.1機(jī)構(gòu)的組合方式圖7-27串聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)圖7-27串聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)2．并聯(lián)式組合圖7-28所示的雙色膠版印刷機(jī)中的接紙機(jī)構(gòu)就是這種組合方式的一個(gè)實(shí)例，并可用圖示框圖表示。圖7-28(a)所示的雙色膠版印刷機(jī)中的接紙機(jī)構(gòu)就是這種組合方式的一個(gè)實(shí)例。其中，凸輪1、1′為一個(gè)構(gòu)件，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)ABCD（子機(jī)構(gòu)1）和四桿機(jī)構(gòu)GHKM（子機(jī)構(gòu)2）運(yùn)動(dòng)，而這兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)又同時(shí)傳給五桿機(jī)構(gòu)DEFNM（子機(jī)構(gòu)3），從而使其連桿9上的P點(diǎn)描繪出一條工作所要求的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖7-28(b)所示為這種組合方式的框圖。2．并聯(lián)式組合圖7-28并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)圖7-28并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)3．反饋式組合在機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，若其多自由度子機(jī)構(gòu)的一個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)是通過單自由度子機(jī)構(gòu)從該多自由度子機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件回授的，則這種組合方式稱為反饋式組合。圖7-29所示的精密滾齒機(jī)中的分度校正機(jī)構(gòu)就是這種組合方式的一個(gè)實(shí)例。圖7-29（a）中，蝸桿1除了可繞自身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可以沿軸線移動(dòng)，它和蝸輪2組成一個(gè)自由度為2的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)（子機(jī)構(gòu)1）；凸輪2′和推桿3組成自由度為1的移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)（子機(jī)構(gòu)2）。其中，蝸桿1為主動(dòng)件，凸輪2′和蝸輪2為一構(gòu)件。蝸桿1的一個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)（沿軸線方向的移動(dòng)）就是通過凸輪機(jī)構(gòu)從蝸輪2回授的。3．反饋式組合圖7-29反饋式組合機(jī)構(gòu)圖7-29反饋式組合機(jī)構(gòu)4．復(fù)合式組合機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，若由一個(gè)或幾個(gè)串聯(lián)的基本機(jī)構(gòu)去封閉一個(gè)具有兩個(gè)或多個(gè)自由度的基本機(jī)構(gòu)，則這種組合方式稱為復(fù)合式組合。圖7-30（a）所示的凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)就是這種組合方式的一個(gè)實(shí)例。在這種組合方式中，各基本機(jī)構(gòu)有機(jī)連接，互相依存，它與串聯(lián)式組合和并聯(lián)式組合既具有共同之處，又有不同之處。其中，構(gòu)件1、4、5組成自由度為1的凸輪機(jī)構(gòu)（子機(jī)構(gòu)1），構(gòu)件1、2、3、4、5組成自由度為2的五桿機(jī)構(gòu)（子機(jī)構(gòu)2）。4．復(fù)合式組合機(jī)構(gòu)圖7-30復(fù)合式組合機(jī)構(gòu)圖7-30復(fù)合式組合機(jī)構(gòu)當(dāng)構(gòu)件1為主動(dòng)件時(shí)，C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是構(gòu)件1和構(gòu)件4運(yùn)動(dòng)的合成。與串聯(lián)式組合相比，其相同之處在于子機(jī)構(gòu)1和子機(jī)構(gòu)2的組成關(guān)系也是串聯(lián)關(guān)系，不同的是子機(jī)構(gòu)2的輸入運(yùn)動(dòng)并不完全是子機(jī)構(gòu)1的輸出運(yùn)動(dòng)；與并聯(lián)式組合相比，其相同之處在于C點(diǎn)的輸出運(yùn)動(dòng)也是兩個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)的合成，不同的是這兩個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)一個(gè)來自子機(jī)構(gòu)1，而另一個(gè)來自主動(dòng)件。機(jī)構(gòu)組合是機(jī)械創(chuàng)新最重要的途徑之一，涉及的理論和技能較多，機(jī)構(gòu)組合方式往往也并非上述組合方式的單一使用，有興趣的讀者可參考有關(guān)資料。當(dāng)構(gòu)件1為主動(dòng)件時(shí)，C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是構(gòu)件1和構(gòu)7.3.2組合機(jī)構(gòu)的類型1．連桿—連桿組合機(jī)構(gòu)如圖7-31所示的手動(dòng)沖床是一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)。它可以看成是由兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)組成的。第一個(gè)是由原動(dòng)件（手柄）1、連桿2、從動(dòng)搖桿3和機(jī)架4組成的雙搖桿機(jī)構(gòu)；第二個(gè)是由搖桿3、小連桿5、沖桿6和機(jī)架組成的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。前一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)的輸出件被作為第二個(gè)四桿機(jī)構(gòu)的輸入件。扳動(dòng)手柄1，沖桿就上下運(yùn)動(dòng)。采用六桿機(jī)構(gòu)，使扳動(dòng)手柄的力獲得兩次放大，從而增大了沖桿的作用力。這種增力作用在連桿機(jī)構(gòu)中經(jīng)常用到。7.3.2組合機(jī)構(gòu)的類型圖7-31手動(dòng)沖床中的復(fù)合連桿機(jī)構(gòu)圖7-31手動(dòng)沖床中的復(fù)合連桿機(jī)構(gòu)2.凸輪—凸輪組合機(jī)構(gòu)圖7-32所示為雙凸輪機(jī)構(gòu)，由兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)配合控制十字滑塊3上一點(diǎn)M準(zhǔn)確地描繪出虛線所示預(yù)定的軌跡。

3.凸輪—連桿組合機(jī)構(gòu)

圖7-33為巧克力包裝機(jī)托包用的凸輪連桿機(jī)構(gòu)。主動(dòng)曲柄OA回轉(zhuǎn)時(shí)，B點(diǎn)強(qiáng)制在凸輪凹槽中運(yùn)動(dòng)，從而使托桿達(dá)到圖示運(yùn)動(dòng)規(guī)律，托包時(shí)慢進(jìn)，不托包時(shí)快退，以提高生產(chǎn)效率。因此，只要把凸輪輪廓線設(shè)計(jì)得當(dāng)，就可以使托桿達(dá)到上述要求。2.凸輪—凸輪組合機(jī)構(gòu)圖7-32雙凸輪機(jī)構(gòu)圖7-32雙凸輪機(jī)構(gòu)圖7-33巧克力包裝機(jī)托包用的連桿-凸輪機(jī)構(gòu)圖7-33巧克力包裝機(jī)托包用的連桿-凸輪機(jī)構(gòu)4.連桿—棘輪組合機(jī)構(gòu)圖7-34所示為連桿與棘輪兩個(gè)基本機(jī)構(gòu)組合而成的組合機(jī)構(gòu)。棘輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)是由搖桿3的擺動(dòng)通過棘爪4推動(dòng)的，而搖桿的往復(fù)擺動(dòng)又需要由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD來完成，從而實(shí)現(xiàn)將輸入構(gòu)件（曲柄1）的等角速度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成輸出構(gòu)件（棘輪5）的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。4.連桿—棘輪組合機(jī)構(gòu)圖7-34連桿-棘輪組合圖7-34連桿-棘輪組合5.齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)是由定傳動(dòng)比的齒輪機(jī)構(gòu)和變傳動(dòng)比的連桿機(jī)構(gòu)組合而成的。近年來，這類組合機(jī)構(gòu)在工程實(shí)際中應(yīng)用日漸廣泛，這不僅由于其運(yùn)動(dòng)特性多種多樣，還因?yàn)榻M成它的齒輪和連桿便于加工、精度易保證、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。1）實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)這類組合機(jī)構(gòu)多是由自由度為2的連桿機(jī)構(gòu)作為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，自由度為1的齒輪機(jī)構(gòu)作為附加機(jī)構(gòu)組合而成的。利用這類組合機(jī)構(gòu)的連桿曲線，可方便地實(shí)現(xiàn)工作要求的預(yù)定軌跡。5.齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)圖7-35所示為工程實(shí)際中常用來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的一種齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是由定軸輪系1、4、5和自由度為2的五桿機(jī)構(gòu)1、2、3、4、5經(jīng)復(fù)合式組合而成的。當(dāng)改變兩輪的傳動(dòng)比、相對相位角和各桿長度時(shí)，連桿上M點(diǎn)即可描繪出不同的軌跡。2）實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)這類組合機(jī)構(gòu)多是以自由度為2的差動(dòng)輪系為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，以自由度為1的連桿機(jī)構(gòu)為附加機(jī)構(gòu)組合而成的。其中最具特色的是用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來封閉自由度為2的差動(dòng)輪系而形成的齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)。圖7-36為兩輪式齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)。圖7-35所示為工程實(shí)際中常用來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的一種齒圖7-35實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)圖7-35實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)圖7-36實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)圖7-36實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)思考題及習(xí)題7-1什么是間歇運(yùn)動(dòng)？有哪些機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)？7-2常見的棘輪機(jī)構(gòu)有哪幾種？試述棘輪機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)。7-3槽輪機(jī)構(gòu)有哪幾種基本形式？槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)是如何定義的？7-4槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ=0.4表示什么意義？為什么運(yùn)動(dòng)系數(shù)必須大于零而小于1？五個(gè)槽的單銷槽輪機(jī)構(gòu)其運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ等于多少？思考題及習(xí)題7-5試述凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。7-6不完全齒輪機(jī)構(gòu)與普通齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合過程有何異同點(diǎn)？7-7各種常用機(jī)構(gòu)的工作原理、工作特點(diǎn)及適用場合是什么？7-8組合機(jī)構(gòu)的組合方式有哪幾種？請各舉出一應(yīng)用實(shí)例。7-9已知棘輪齒數(shù)z=15，棘輪直徑da=100mm，原動(dòng)件擺動(dòng)角為30°，每次擺動(dòng)滑過棘輪上兩齒，試確定棘輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸。7-5試述凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。7-10某單銷槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1s，靜止時(shí)間為2s，它的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)是多少？槽數(shù)為多少？7-11圖7-37所示螺旋機(jī)構(gòu)中，已知螺旋副A為右旋，導(dǎo)程lA=2.8mm；螺旋副B為左旋，導(dǎo)程lB=3mm；C為移動(dòng)副。試問螺桿1轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)時(shí)才使螺母2相對構(gòu)件3移動(dòng)10.6mm。7-12某牛頭刨床送進(jìn)絲杠的導(dǎo)程為6mm，要求設(shè)計(jì)一棘輪機(jī)構(gòu)，使每次送進(jìn)量可在0.2～1.2mm之間作有級(jí)調(diào)整（共6級(jí)），設(shè)棘輪機(jī)構(gòu)由一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)。試?yán)L出機(jī)構(gòu)簡圖，并作必要的計(jì)算和說明。7-10某單銷槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1s，靜圖7-37題7-11圖圖7-37題7-11圖第7章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和其它常用機(jī)構(gòu)7.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7.2其它機(jī)構(gòu)7.3組合機(jī)構(gòu)思考題及習(xí)題第7章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和其它7.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7.1.1棘輪機(jī)構(gòu)1．棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)如圖7-1所示。圖7-1(a)為外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)，圖7-1(b)為內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。其機(jī)構(gòu)的組成主要由擺桿1、棘爪2、棘輪3、機(jī)架4和止回爪5組成。當(dāng)擺桿1順時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，棘爪2將插入棘輪齒槽中，并帶動(dòng)棘輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一定的角度；當(dāng)擺桿逆時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，棘爪在棘輪的齒背上滑過，這時(shí)棘輪不動(dòng)。7.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖7-1棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)圖7-1棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)為防止棘輪倒轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)中裝有止回棘爪5，并用彈簧使止回爪與棘輪輪齒始終保持接觸。這樣，當(dāng)擺桿1連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了棘輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)（見圖7-1(b)）和移動(dòng)棘輪（即棘條）機(jī)構(gòu)（見圖7-2）的工作原理與外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)類似。為防止棘輪倒轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)中裝有止回棘爪5，并用彈簧使止回圖7-2棘條機(jī)構(gòu)圖7-2棘條機(jī)構(gòu)如果改變擺桿1的結(jié)構(gòu)形狀，就可以得到如圖7-3所示的雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)，擺桿1往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪2沿著同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)棘爪3可以制成直桿的，如圖7-3（a）所示，也可以制成帶鉤頭的，如圖7-3（b）所示。如果改變擺桿1的結(jié)構(gòu)形狀，就可以得到如圖7-3所示的雙圖7-3雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-3雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)要使一個(gè)棘輪獲得雙向的間歇運(yùn)動(dòng)，可把棘輪輪齒的側(cè)面制成對稱的形狀，一般采用矩形，棘爪需制成可翻轉(zhuǎn)的或可回轉(zhuǎn)的，如圖7-4所示。圖7-4（a）所示的可變向棘輪機(jī)構(gòu)，通過翻轉(zhuǎn)棘爪1實(shí)現(xiàn)棘輪的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)棘爪1在圖示的實(shí)線位置時(shí)，棘輪2將沿逆時(shí)針方向作間歇運(yùn)動(dòng)；當(dāng)棘爪1翻轉(zhuǎn)到虛線位置時(shí)，棘輪2將沿著順時(shí)針方向作間歇運(yùn)動(dòng)。要使一個(gè)棘輪獲得雙向的間歇運(yùn)動(dòng)，可把棘輪輪齒的側(cè)面制成圖7-4雙向式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-4雙向式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-4（b）所示的可變向棘輪機(jī)構(gòu)，通過回轉(zhuǎn)棘爪實(shí)現(xiàn)棘輪的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)棘爪在圖示位置時(shí)，棘輪將沿逆時(shí)針方向作間歇運(yùn)動(dòng)；若棘爪被提起繞自身軸線旋轉(zhuǎn)180°后再插入棘輪中，則可實(shí)現(xiàn)沿順時(shí)針方向的間歇運(yùn)動(dòng)；若棘爪被提起繞自身軸線旋轉(zhuǎn)90°放下，棘爪就會(huì)架在殼體的頂部平臺(tái)上，使棘輪與架子脫離接觸，則當(dāng)擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)棘輪靜止不動(dòng)。此種棘輪機(jī)構(gòu)常應(yīng)用在牛頭刨床工作臺(tái)的自動(dòng)進(jìn)給裝置中。圖7-4（b）所示的可變向棘輪機(jī)構(gòu)，通過回轉(zhuǎn)棘爪實(shí)現(xiàn)棘齒式棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘輪的轉(zhuǎn)角都是相鄰兩齒所夾中心角的整數(shù)倍。為了實(shí)現(xiàn)棘輪轉(zhuǎn)角的任意性，可采用無棘齒的棘輪機(jī)構(gòu)，如圖7-5所示。當(dāng)擺桿1作逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用楔塊2與摩擦輪3之間的摩擦產(chǎn)生自鎖，從而帶動(dòng)摩擦輪3和擺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)擺桿作順時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，楔塊2與摩擦輪3之間產(chǎn)生滑動(dòng)。這時(shí)由于楔塊4的自鎖作用能阻止摩擦輪反轉(zhuǎn)。這樣，在擺桿不斷作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦輪3便作單向的間歇運(yùn)動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)通過棘爪2與棘輪3之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，故也稱為摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)噪聲較小，但其接觸面間容易發(fā)生滑動(dòng),為了增加摩擦力，可以將棘輪做成槽形。齒式棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘輪的轉(zhuǎn)角都是相鄰兩齒所夾中心角的棘輪機(jī)構(gòu)除了常用于實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)外，還能實(shí)現(xiàn)超越運(yùn)動(dòng)。如圖7-6所示為自行車小鏈輪中的內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)腳蹬踏板時(shí)，經(jīng)鏈輪3帶動(dòng)內(nèi)圈具有棘齒的鏈輪3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過棘爪2的作用，使后輪軸1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)使自行車前進(jìn)。當(dāng)自行車前進(jìn)時(shí)，如果踏板不動(dòng)，后輪軸1便會(huì)超越鏈輪3而轉(zhuǎn)動(dòng)，讓棘爪2在棘輪齒背上劃過，從而實(shí)現(xiàn)不蹬踏板的自由滑行。這種從動(dòng)件具有超越主動(dòng)件作快速轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)，稱為棘輪機(jī)構(gòu)的超越運(yùn)動(dòng)特性。棘輪機(jī)構(gòu)除了常用于實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)外，還能實(shí)現(xiàn)超越運(yùn)動(dòng)。圖7-5摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)(無級(jí)變速棘輪機(jī)構(gòu))圖7-5摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)(無級(jí)變速棘輪機(jī)構(gòu))圖7-6超越式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-6超越式棘輪機(jī)構(gòu)2．棘爪的工作條件1）棘爪回轉(zhuǎn)軸位置的確定在確定棘爪回轉(zhuǎn)軸軸心O1的位置時(shí)，最好使O1點(diǎn)至棘輪輪齒頂尖A點(diǎn)的連線O1A與棘輪過A點(diǎn)的半徑O2A垂直，這樣，當(dāng)傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，棘爪受力最小。2．棘爪的工作條件2）棘輪輪齒工作齒面偏斜角α的確定棘輪齒與棘爪接觸的工作齒面應(yīng)與半徑O1A傾斜一定角度α，以保證棘爪在受力時(shí)能順利地滑入棘輪輪齒的齒根。偏斜角α的大小可如下得出：如圖7-7所示，設(shè)棘輪齒對棘爪的法向壓力為Pn，將其分解成Pt和Pr兩個(gè)分力。其中徑向分力Pr把棘爪推向棘輪齒的根部。而當(dāng)棘爪沿工作齒面向齒根滑動(dòng)時(shí)，棘輪齒對棘爪的摩擦力F=f·Pn，將阻止棘爪滑入棘輪齒根。為保證棘爪的順利滑入，必須保證有2）棘輪輪齒工作齒面偏斜角α的確定Pr>f·Pn·cosα（7-1）又Pr=Pnsinα可以得到tanα>f=tanj即

α>j（7-2）式中,j為摩擦角。在無滑動(dòng)的情況下，鋼對鋼的摩擦系數(shù)f≈0.2，所以j=11°30′。為安全起見，通常我們?nèi)ˇ痢?0°。式(7-2)說明，若齒面有傾角α,且O2A垂直于O1A，這時(shí),棘爪順利進(jìn)入齒槽的條件為α>j。一般α取15°～20°。Pr>f·Pn·cosα圖7-7棘爪順利進(jìn)入棘輪齒槽的條件圖7-7棘爪順利進(jìn)入棘輪齒槽的條件3.棘輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)1）齒數(shù)z齒數(shù)z主要根據(jù)工作要求的轉(zhuǎn)角選定。例如牛頭刨床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的絲桿，導(dǎo)程s=6mm,要求最小進(jìn)給量為0.2mm,如果棘爪每次撥過一個(gè)齒,則棘輪最小轉(zhuǎn)角β為所以,此時(shí)棘輪的最小齒數(shù)z為z=360°÷12°=30此外,還應(yīng)當(dāng)考慮載荷大小。對于傳遞載荷較輕的進(jìn)給機(jī)構(gòu),齒數(shù)可取多一點(diǎn),可達(dá)z=250；傳遞載荷較大時(shí)，應(yīng)考慮輪齒的強(qiáng)度，齒數(shù)通常取少一點(diǎn)，一般取z=8~30。3.棘輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)所以,此時(shí)棘輪的最小齒數(shù)2）模數(shù)與齒輪一樣，棘輪輪齒的有關(guān)尺寸也以模數(shù)m作為計(jì)算的基本參數(shù)，但棘輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)要按棘輪的齒頂圓直徑da來計(jì)算，即3）幾何尺寸在圖7-8中,選定齒數(shù)z并按強(qiáng)度要求確定模數(shù)m后，棘輪棘爪的主要幾何尺寸可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：齒頂圓直徑為da=mz齒高為h=0.75m齒頂厚為a=m齒槽夾角為ψ=60°或55°棘爪長度為L=2πm2）模數(shù)3）幾何尺寸圖7-8棘輪和棘爪的尺寸圖7-8棘輪和棘爪的尺寸4．棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用(1）棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，常用作防止轉(zhuǎn)動(dòng)件反轉(zhuǎn)的附加保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)。圖7-9所示為一提升機(jī)中的棘輪制動(dòng)器，重物Q被提升后，由于棘輪受到止動(dòng)爪的制動(dòng)作用，卷筒不會(huì)在重力作用下反轉(zhuǎn)下降。這類棘輪制動(dòng)器常用在卷揚(yáng)機(jī)、提升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和牽引設(shè)備中。4．棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用(2）棘輪的轉(zhuǎn)角和動(dòng)停時(shí)間比可調(diào)，常用于機(jī)構(gòu)工況經(jīng)常改變的場合。如圖7-10所示，齒罩2在棘爪1擺角σ的范圍內(nèi)遮住一部分棘齒，使棘爪在擺動(dòng)過程中，只能與未遮住的棘輪輪齒嚙合。改變齒罩的位置，可以獲得不同的嚙合齒數(shù)，從而改變棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)現(xiàn)有級(jí)變速傳動(dòng)。由于棘輪是在動(dòng)棘爪的突然撞擊下啟動(dòng)的，在接觸瞬間，理論上是剛性沖擊，故棘輪機(jī)構(gòu)只能用于低速的間歇運(yùn)動(dòng)場合。棘輪機(jī)構(gòu)常用在機(jī)床、自動(dòng)機(jī)、自行車、螺旋千斤頂?shù)葯C(jī)械中。(2）棘輪的轉(zhuǎn)角和動(dòng)停時(shí)間比可調(diào)，常用于機(jī)構(gòu)工況經(jīng)常圖7-9棘輪制動(dòng)器圖7-9棘輪制動(dòng)器圖7-10有級(jí)變速棘輪機(jī)構(gòu)圖7-10有級(jí)變速棘輪機(jī)構(gòu)7.1.2槽輪機(jī)構(gòu)1．槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理槽輪機(jī)構(gòu)又稱馬爾他機(jī)構(gòu)，它是由槽輪、裝有圓銷的撥盤和機(jī)架組成的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖7-11所示，它由帶圓銷A的主動(dòng)撥盤1、具有徑向槽的從動(dòng)槽輪2和機(jī)架組成。撥盤作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)槽輪作時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的單向間歇運(yùn)動(dòng)。當(dāng)撥盤上圓銷A未進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)，因槽輪的內(nèi)凹鎖止弧β被撥盤的外凸圓弧α卡住，故槽輪靜止。7.1.2槽輪機(jī)構(gòu)圖7-11所示位置是圓銷A剛開始進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)的情況，這時(shí)鎖止弧剛被松開，因此槽輪受圓銷A的驅(qū)動(dòng)開始沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)圓銷A離開徑向槽時(shí)，槽輪的下一個(gè)內(nèi)凹鎖止槽又被撥盤的外鎖止槽卡住，致使槽輪靜止，直到圓銷A在進(jìn)入槽輪另一徑向槽時(shí)，兩者又重復(fù)上述的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。圖7-11所示位置是圓銷A剛開始進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)的情況，槽輪機(jī)構(gòu)有兩種基本形式：一種是外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，如圖7-11所示；另一種是內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，如圖7-12所示。外槽輪機(jī)構(gòu)中槽輪徑向槽的開口是自圓心向外的，主動(dòng)構(gòu)件與從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)向相反；內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)中槽輪徑向槽的開口是向著圓心的，主動(dòng)構(gòu)件與從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)向相同。上述兩種槽輪機(jī)構(gòu)都用于傳遞平行軸運(yùn)動(dòng)。與外槽輪機(jī)構(gòu)相比，內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)較平穩(wěn)，停歇時(shí)間較短，所占空間小。槽輪機(jī)構(gòu)有兩種基本形式：一種是外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，如圖7圖7-11外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)圖7-11外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)圖7-12內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)圖7-12內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)圖7-13所示球面槽輪機(jī)構(gòu)是一種典型的空間槽輪機(jī)構(gòu)，用于傳遞兩垂直相交軸的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。從動(dòng)槽輪2呈半球形，槽a、槽b和鎖止弧β均分布在球面上，主動(dòng)構(gòu)件1的軸線、銷A的軸線都與槽輪2的回轉(zhuǎn)軸線匯交于槽輪球心O，故稱為球面槽輪機(jī)構(gòu)。主動(dòng)件1連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪2作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向如圖7-13所示。空間槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)和制造難度較大。槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械效率高，并且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在自動(dòng)機(jī)床轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)等自動(dòng)機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。圖7-13所示球面槽輪機(jī)構(gòu)是一種典型的空間槽輪機(jī)構(gòu)，用圖7-13空間槽輪機(jī)構(gòu)圖7-13空間槽輪機(jī)構(gòu)2.槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)是槽數(shù)z和撥盤圓銷數(shù)K。如圖7-11所示，為了使槽輪2在開始和終止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)角速度為零，以避免圓銷A與槽輪發(fā)生撞擊，圓銷進(jìn)入或脫出徑向槽的瞬時(shí)，徑向槽的中線應(yīng)與圓銷中心相切，即O2A應(yīng)與O1A垂直。設(shè)z為均勻分布的徑向槽數(shù)，當(dāng)槽輪2轉(zhuǎn)過2j2=2π/z弧度時(shí)，撥盤1相應(yīng)轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角為2.槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)(7-3)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，槽輪2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′與主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周的總時(shí)間t之比，稱為槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)。用τ表示；槽輪停止時(shí)間t″與主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周的總時(shí)間t之比，稱為槽輪的靜止系數(shù)，用τ″表示。當(dāng)撥盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，時(shí)間之比可用槽輪與撥盤相應(yīng)的轉(zhuǎn)角之比來表示。如圖7-11所示，只有一個(gè)圓銷的槽輪機(jī)構(gòu)，t′、t″、t分別對應(yīng)于撥盤的轉(zhuǎn)角為2α1、(2π－2α1)、2π。因此，該槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)和靜止系數(shù)分別為(7-3)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，槽輪2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′與主動(dòng)(7-4)(7-5)為保證槽輪運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)系數(shù)應(yīng)大于零。由式（7-4）可知，槽輪的徑向槽數(shù)z應(yīng)等于或大于3。由式（7-4）還可以看出，這種槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ恒小于0.5，即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′總小于靜止時(shí)間t″。(7-4)(7-5)為保證槽輪運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)系數(shù)應(yīng)大于零欲使槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ大于0.5，可在撥盤上裝數(shù)個(gè)圓銷。設(shè)撥盤上均勻分布的圓銷數(shù)為K，當(dāng)撥盤轉(zhuǎn)一整周時(shí)，槽輪將被撥動(dòng)K次。因此，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為單圓銷時(shí)的K倍,即(7-6)運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ還應(yīng)當(dāng)小于1（τ=1表示槽輪2與撥盤1一樣作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)），故由上式得(7-7)欲使槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ大于0.5，可在撥盤上裝數(shù)個(gè)圓由式(7-7)可知，當(dāng)z=3時(shí)，圓銷的數(shù)目可為1～5；當(dāng)z=4或z=5時(shí)，圓銷數(shù)目可為1～3；而當(dāng)z>6時(shí)，圓銷的數(shù)目為1或2。從提高生產(chǎn)效率觀點(diǎn)看，希望槽數(shù)z小些為好，因?yàn)榇藭r(shí)τ也相應(yīng)減小，槽輪靜止時(shí)間（一般為工作行程時(shí)間）增大，故可提高生產(chǎn)效率。但從動(dòng)力特性考慮，槽數(shù)z適當(dāng)增大較好，因?yàn)榇藭r(shí)槽輪角速度減小，可減小震動(dòng)和沖擊，有利于機(jī)構(gòu)正常工作。但槽數(shù)z>9的槽輪機(jī)構(gòu)比較少見。因?yàn)椴蹟?shù)過多，則槽輪機(jī)構(gòu)尺寸較大，且轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性力矩也增大。另外，由式（7-7）可知，當(dāng)z>9時(shí)，槽數(shù)雖增加，運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ的變化卻不大，故z常取為4～8。由式(7-7)可知，當(dāng)z=3時(shí)，圓銷的數(shù)目可為1～5例7-1有一外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，已知槽輪槽數(shù)z=6，槽輪的停歇時(shí)間為1s，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2s。求槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)及所需的圓銷數(shù)目。

解當(dāng)主動(dòng)撥盤1回轉(zhuǎn)一周時(shí)，槽輪2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t′=2×6=12s，主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周的總時(shí)間為t=(1+2)×6=18s，由式（7-6）可知：因此即槽輪機(jī)構(gòu)所需的圓銷數(shù)目為2。例7-1有一外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，已知槽輪槽數(shù)z=6，槽3．槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用槽輪機(jī)構(gòu)能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角、工作可靠、機(jī)械效率高，與棘輪機(jī)構(gòu)相比，工作平穩(wěn)性較好，但槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不可太小，銷輪和槽輪的主從動(dòng)關(guān)系不能互換,啟停有沖擊。槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要比棘輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求較高，因此制造成本上升。槽輪機(jī)構(gòu)一般應(yīng)用于轉(zhuǎn)速不高和要求間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械當(dāng)中，如自動(dòng)機(jī)械、輕工機(jī)械或儀器儀表等。3．槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用7.1.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)1．不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由普通齒輪機(jī)構(gòu)演變而得的一種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪的輪齒不是布滿在整個(gè)圓周上的,而只有一個(gè)或幾個(gè)齒，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與停歇時(shí)間的要求，在從動(dòng)輪上加工出與主動(dòng)輪相嚙合的齒。不完全齒輪機(jī)構(gòu)同齒輪嚙合相同，可分為外嚙合、內(nèi)嚙合及不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)。7.1.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖7-14（a）所示為外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，從動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)1/6周，從動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周停歇6次。當(dāng)從動(dòng)輪停歇時(shí)，主動(dòng)輪上的鎖止弧與從動(dòng)輪上的鎖止弧互相配合鎖住，以保證從動(dòng)輪停歇在預(yù)定位置。圖7-14（b）為內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)。圖7-14（a）所示為外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)輪1圖7-14不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖7-14不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖7-15所示為不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪作時(shí)動(dòng)時(shí)停的往復(fù)移動(dòng)。圖7-15不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)圖7-15所示為不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)2．不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用與其他間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制，很容易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期中的多次動(dòng)、停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是從動(dòng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)開始和終止時(shí)，角速度有突變，沖擊較大，加工復(fù)雜；主、從動(dòng)輪不能互換。因此，不完全齒輪機(jī)構(gòu)一般只用于低速、輕載的場合，如用于計(jì)數(shù)器、電影放映機(jī)、多工位自動(dòng)機(jī)和半自動(dòng)機(jī)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)位及某些間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)中。2．不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用7.1.4凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1．凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成和工作原理凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般由主動(dòng)凸輪、從動(dòng)轉(zhuǎn)盤和機(jī)架組成。圖7-16所示為圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)凸輪1的圓柱面上有一條兩端開口不閉合的曲線溝槽（或凸脊），從動(dòng)轉(zhuǎn)盤2的端面上有均勻分布的圓柱銷3。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過其曲線溝槽（或凸脊）撥動(dòng)從動(dòng)盤2上的圓柱銷，使從動(dòng)轉(zhuǎn)盤2作間歇運(yùn)動(dòng)。7.1.4凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖7-16凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)[]圖7-16凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)[]圖7-17所示的蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)凸輪1上有一條凸脊，猶如圓弧面蝸桿，從動(dòng)盤2的圓柱面上均勻分布有圓柱銷3，猶如蝸輪的齒。當(dāng)蝸桿凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將通過轉(zhuǎn)盤上的圓柱銷推動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)盤2作間歇運(yùn)動(dòng)。圖7-17所示的蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)凸輪1上有圖7-17蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖7-17蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2．凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、轉(zhuǎn)位精確，無需專門的定位裝置，易實(shí)現(xiàn)工作對動(dòng)程和動(dòng)停比的要求。通過適當(dāng)選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和合理設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，可減小動(dòng)載荷和避免沖擊，以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，這是這種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不同于棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)的最突出優(yōu)點(diǎn)。2．凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是精度要求較高，加工比較復(fù)雜，安裝調(diào)整比較困難。凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在輕工機(jī)械、沖壓機(jī)械等高速機(jī)械中常用作高速、高精度的步進(jìn)進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位等機(jī)構(gòu),例如用于高速?zèng)_床、多色印刷機(jī)、包裝機(jī)、折疊機(jī)等。凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是精度要求較高，加工比較7.2其它機(jī)構(gòu)7.2.1螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)是由螺桿、螺母及機(jī)架組成的,是利用螺旋副傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。一般情況下，它將螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母沿螺桿軸向的移動(dòng)。但在導(dǎo)程角γ>jv(當(dāng)量摩擦角)的情況下，也可將螺母移動(dòng)變?yōu)槁輻U的轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是能獲得很大減速比和力的增益。可通過選擇螺旋導(dǎo)程角使機(jī)構(gòu)具有自鎖性，但機(jī)構(gòu)效率較低。7.2其它機(jī)構(gòu)1．螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析在螺旋機(jī)構(gòu)中，當(dāng)螺桿1轉(zhuǎn)過角度j時(shí)，螺母2沿螺桿1軸向移動(dòng)的距離為s，其值為式中，l為螺旋的導(dǎo)程，單位為mm。1）差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)圖7-18（b）所示的螺旋機(jī)構(gòu)中存在具有兩段不同導(dǎo)程lA和lB且螺紋旋向相同的螺桿。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過角度j時(shí)，螺母相應(yīng)移動(dòng)的距離為s，即1．螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析式中，l為螺旋的導(dǎo)程，單位(7-9)當(dāng)導(dǎo)程lA與lB相差很小時(shí)，位移s很小。這種差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)又稱為微動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，常用于微調(diào)、測微和分度機(jī)構(gòu)中。2）復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)圖7-18(b)所示的螺旋機(jī)構(gòu)中存在兩段不同導(dǎo)程lA和lB且螺紋旋向相反的螺桿。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過角度j時(shí)，螺母相應(yīng)移動(dòng)的距離為s，即此種螺旋機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)螺母的快速移動(dòng)。(7-9)當(dāng)導(dǎo)程lA與lB相差很小時(shí)，位移s很小。這圖7-18螺旋機(jī)構(gòu)圖7-18螺旋機(jī)構(gòu)按螺桿與螺母之間的摩擦狀態(tài)，螺旋機(jī)構(gòu)可分為滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)。滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)中螺桿與螺母的螺旋面直接接觸，摩擦狀態(tài)為滑動(dòng)摩擦。滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)在螺桿與螺母的螺紋滾道間有滾動(dòng)體，如圖7-19所示。當(dāng)螺桿或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體在螺紋滾道內(nèi)滾動(dòng)，使螺桿和螺母間為滾動(dòng)摩擦，提高了傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度。按螺桿與螺母之間的摩擦狀態(tài)，螺旋機(jī)構(gòu)可分為滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)圖7-19滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)圖7-19滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)按其滾動(dòng)體的循環(huán)方式不同，分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種形式。所謂外循環(huán)，是指滾珠在回程時(shí)，脫離螺桿的滾道，而在螺旋滾道外進(jìn)行循環(huán)。所謂內(nèi)循環(huán),是指滾珠在循環(huán)過程中始終和螺桿接觸，內(nèi)循環(huán)螺母上開有側(cè)孔，孔內(nèi)裝有反向器將相鄰的滾道連通，滾珠越過螺紋頂部進(jìn)入相鄰滾道，形成封閉循環(huán)回路。因此一個(gè)循環(huán)回路里只有一圈滾珠，設(shè)置有一個(gè)反向器。一個(gè)螺母常裝配2~4個(gè)反向器，這些反向器均勻分布在圓周上。外循環(huán)螺母只需前后各設(shè)置一個(gè)反向器。滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)按其滾動(dòng)體的循環(huán)方式不同，分為外循環(huán)和內(nèi)循2.螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用螺旋機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、工作平穩(wěn)、無噪音，能獲得很大的降速比和力的增益，合理選擇螺紋導(dǎo)程角可具有自鎖功能，但效率較低，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)要靠主動(dòng)件改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。螺旋機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)形式、調(diào)整機(jī)構(gòu)尺寸、微調(diào)與測量等場合。2.螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用例7-2圖7-20所示螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿1分別與構(gòu)件2和3組成螺旋副，導(dǎo)程分別為l12=2mm，l13=3mm，如果要求構(gòu)件2和3在圖示箭頭方向由距離H1=100mm快速趨近至H2=90mm，試確定：（1)兩個(gè)螺旋副的旋向(螺桿1的轉(zhuǎn)向如圖7-20所示)；（2)螺桿1應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度。例7-2圖7-20所示螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿1分別與構(gòu)件2圖7-20例7-2圖圖7-20例7-2圖

解（1)左邊的螺旋副為左旋，右邊的為右旋。（2)移動(dòng)距離為H=H1－H2=100－90=10mm設(shè)兩螺母移動(dòng)的距離分別為s1和s2，則解（1)左邊的螺旋副為左旋，右邊的為右旋。得因此解得j=4π所以螺桿1應(yīng)轉(zhuǎn)過4π(rad)角度。得因此解得7.2.2摩擦輪機(jī)構(gòu)1．摩擦輪機(jī)構(gòu)的工作原理和特點(diǎn)摩擦輪機(jī)構(gòu)是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、壓緊裝置等組成的，它是利用主、從動(dòng)輪接觸處的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易；過載可以打滑（可防止設(shè)備中重要零部件的損壞）、工作平穩(wěn)、噪聲小，并能無級(jí)改變傳動(dòng)比，有較大的應(yīng)用范圍，但因運(yùn)轉(zhuǎn)中有滑動(dòng)、傳動(dòng)效率低、結(jié)構(gòu)尺寸較大、作用在軸和軸承上的載荷大等缺點(diǎn)，故只宜用于傳遞動(dòng)力較小的場合。7.2.2摩擦輪機(jī)構(gòu)2．摩擦輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用常用的摩擦輪機(jī)構(gòu)主要有圓柱摩擦輪機(jī)構(gòu)、圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)、滾輪圓盤式摩擦輪機(jī)構(gòu)等類型，下面介紹幾種基本摩擦輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。1）圓柱摩擦輪機(jī)構(gòu)圓柱摩擦輪機(jī)構(gòu)用來傳遞平行軸的運(yùn)動(dòng)，按其形狀可分為圓柱平摩擦輪機(jī)構(gòu)和圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)。（1)圓柱平摩擦輪機(jī)構(gòu)。圓柱平摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分為外切（見圖7-21（a））與內(nèi)切(見圖7-21(b))兩種類型，輪1（小輪）和輪2（大輪）的傳動(dòng)比為2．摩擦輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用式中，ε為滑動(dòng)率，通常ε=0.01～0.02；μ為“－”用于外切,為“＋”用于內(nèi)切，表示兩輪的轉(zhuǎn)向相反或相同。此種形式結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但壓緊力大，宜用于小功率傳動(dòng)。式中，ε為滑動(dòng)率，通常ε=0.01～0.02；μ為“圖7-21圓柱平摩擦輪機(jī)構(gòu)圖7-21圓柱平摩擦輪機(jī)構(gòu)（2)圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)。如圖7-22所示，圓柱槽摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓緊力較圓柱平摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)小，當(dāng)β=15°時(shí)，約為平摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的30%;但這種機(jī)構(gòu)易發(fā)熱與磨損，故效率較低，對加工和安裝要求較高。該機(jī)構(gòu)適用于鉸車驅(qū)動(dòng)裝置等機(jī)械中。2)圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)可傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)，如圖7-23所示。其中，兩輪錐面相切并純滾動(dòng)，可傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)，兩輪錐面相切。（2)圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)。如圖7-22所示，圓柱圖7-22圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)圖7-22圓柱槽摩擦輪機(jī)構(gòu)圖7-23圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)圖7-23圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)當(dāng)兩圓錐角δ1+δ２≠90°時(shí)，其傳動(dòng)比為當(dāng)δ1+δ2=90°時(shí)，其傳動(dòng)比為圓錐摩擦輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，但安裝要求較高，常用于摩擦壓力機(jī)中。當(dāng)兩圓錐角δ1+δ２≠90°時(shí)，其傳動(dòng)比為當(dāng)δ1+δ2=97.2.3非圓齒輪機(jī)構(gòu)1．非圓齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理和類型非圓齒輪機(jī)構(gòu)是一種瞬時(shí)傳動(dòng)比按一定規(guī)律變化的齒輪機(jī)構(gòu)。根據(jù)齒廓嚙合基本定律，一對齒輪作變速傳動(dòng)比傳動(dòng)，其節(jié)點(diǎn)不是定點(diǎn)，因此，節(jié)線不是圓，而是兩條非圓曲線。理論上講，對節(jié)線的形狀并沒有限制，常用的曲線有：橢圓、變態(tài)橢圓（卵線）以及對數(shù)螺線等。